关于BUCK-BOOST电路的负压生成

在一些实际应用中，我们时常会用到需要提供负压的场合。针对负压的设计，小白之前就讲述过一种方式，即采用charge pump的方法。然而呢，由于其带负载能力的不足，往往在一些设计中不被采用。同时，小白之前还见到过呦采用变压器隔离绕组反接的方式生成负压，然而并不是所有电路都需要用到变压器，磁性元件的设计在一些场合中都是被避免的。

所以，还有哪种方法可以生成负压呢？

今日小白就带大家看一看DCDC电路中的BUCK-BOOST电路，在一些OLED驱动芯片中，其往往会被运用到。

对于DCDC电路，小白在之前的文章中就写过BUCK电路，BOOST电路。其主要起到了降压与升压的电路。然而今天要讲的这种电路，可以说是其二者的结合，既能实现升压，也能实现降压。

图为最简单的BUCK-BOOST电路。主要用到了电源V1 MOS管 肖特基二极管 电容 负载电阻 以及PWM控制器。看到这几样电子元器件，感觉是不是很熟悉，其与之前学习的BUCK电路BOOST电路采用的器件几乎一模一样。

MOS管选择的是PMOS管，其栅极由PWM进行控制。只要满足Vgs<Vgs(th)即可实现MOS管的导通。
MOS管相当于开关的作用，控制所在支路的断开与闭合。
当栅极为高电平时，Vgs>Vgs(th)，此时MOS管断开，其所在的支路不导通。
当栅极为低电平时，Vgs<Vgs(th)，此时MOS管闭合，在不考虑压降的情况下，其相当于导线的作用。

所以，此电路分两种情况进行讨论。
（1） 当MOS管导通时，电流流向：V1正极→C1→V1负极 C1正极→Q1MOS管→L1电感→C1负极。此时电感将电能转换为磁能进行储能，流过其两端的电流逐渐增大，由于电感具有阻碍电流变化的特性，所以对于其极性而言，表现为上正下负。同时C2电容放电，给负载进行供电。

（2） 当MOS管断开时，电感的磁能转换为电能，因为流向其两端的电流逐渐变小，且其具有阻碍电流变化的特性，所以对于其极性而言，表现为下正上负。电流流向：V1正极→C1→V1负极 L1下端→C2&负载电阻→肖特基二极管→L1上端。电容C2被充电。

根据电感的秒伏定律：
VinTon=-VoutToff
VinDT=-Vout(1-D)T
Vout=-Vin*D/(1-D)

当占空比小于50%时，输出为降压。
当占空比大于50%时，输出为升压。
常规的BUCK-BOOST电压，输出与输入极性相反，输出表现为负压。

电路特征
输出电压可大于/等于/小于输入电压
输入/输出电流断续
输出电压是负压
MOS管、二极管端压为(VIN+VOUT)，对器件耐压要求较高。
虽说，BUCK-BOOST电路既能实现升压，也能实现降压，然而就效率而言，其还是要低于单纯的BUCK电路或者BOOST电路，所以在使用时，还是需注意余量。